长沙市常见道路绿化植物的滞尘能力测定与分析

2015-04-13李宁晰

科技视界 2015年32期

李宁晰

（长沙市麓山滨江实验学校，湖南长沙410013）

植物是城市绿化景观的重要组成部分，它不仅可以美化城市，而且对于净化城市空气中的粉尘、有害气体、减弱噪声等均且有非常重要的作用。近年来，全国很多城市雾霾天气频现，空气污染严重，严重损害城市环境质量及居民身体健康。治理雾霾，一方面需要从源头治理，通过改善能源消费比例、调整产业结构、控制机动车数量等途径减少污染物的排放；另一方面，净化空气也是必不可少的措施，其中利用绿色植物的滞尘能力净化空气也得到越来越多的重视。研究显示，植物的滞尘效应主要通过叶面，而不同种类的植物，叶面积大小不同，叶片结构各异，滞尘能力有着明显差异[1]。如何选择滞尘能力强的植物种类，更好地发挥城市绿化净化空气的作用，成为城市园林绿化和环境保护工作者研究的课题。本文以长沙市道路绿化为研究对象，在对长沙市道路绿化植物进行调查的基础上，选择几种常见的典型植物种类，对其滞尘能力进行测定和对比分析，找出滞尘能力强的植物种类，为长沙市及南方类似城市的道路绿化植物种类的选择提供参考依据。

1 植物种类及采样地点的选择

长沙市位于湖南省东部偏北，湘江下游和长浏盆地西缘，范围在110°53’—114°15’E，27°51’—28°4l’N 之间。地势南高北低，基本上是山地、丘陵、岗地、平原各占四分之一；境内成土母质主要是第四纪红色粘土，区内地带土壤为红壤，主要土壤类型有红壤、黄壤、黄棕壤，其中以红壤发布最为广泛；属亚热带季风湿润气候区，温和湿润，季节变化明显，冬寒夏热，四季分明，春秋短促，冬夏绵长，充分体现了亚热带大陆性季风气候的典型特点。

据统计[2]，长沙市现有植物约900 种，栽培植物494 种，隶属于102 科28 属，原生植物600 种，隶属于73 科187 属。长沙市城市主干道现有绿化植物种类80 种，隶属于57 科72 属，其中30.00%为乔木；43.75%为灌木；22.50%为草本，其它如藤本和竹类等比例很小，为3.75%。

1.1 研究植物种类的选择

在对长沙市道路绿化植物进行实地调查的基础上，参考有关资料[1-2]，并考虑本次研究时间的限制，选定了8 种有代表性的常见植物作为测定和分析对象，分别为杜鹃、香樟树、桂花树、广玉兰、红花檵木、女贞、紫叶李和银杏。

1.2 采样地点的确定

本次研究的采样地点选择在长沙市岳麓区含浦科教产业园区的学士路、象嘴路。选择该两条道路作为采样地点的主要原因如下：①目前学士路、象嘴路两侧正在大搞开发建设，建设工地多，产生粉尘量大；②车流量大，渣土等施工运输车辆多，基本能代表长沙市道路扬尘污染的整体状况；③植物种类丰富，拟测定树种在道路两侧均有分布，便于在环境背景值相同的地段采集测定样本，并进行分析和比较；④本人居住在采样道路附近，便于定期观察和采样。

2 采样和测定方法简介

2.1 采样时间及方法

采样时间：大量研究表明，当降雨量大于15mm 时，可认为植物叶片上的降尘被冲刷干净，植物叶片可以重新滞尘[3]。因此本次采样时间选择在2015 年7 月一次降雨（雨量大于20mm）放晴后，分别在雨后放晴第5 天和第10 天采集两次树叶样品。

采样方法：汽车是道路大气污染的主要移动发生源，因此绿化植物距离道路的远近将直接影响其叶片滞尘量，一般而言，距离道路越近的地方，植物的滞尘量越大，随着离道路距离的增加滞尘量会逐渐减少[3]。为使测定结果具有代表性和可比性，本次采样时选择与道路路沿石横向距离5m 以内的绿化带的植物；样品采集时，在同一采样地，每种植物选3-5 株，依据植物叶片大小不同，每种植物采集20-40 片叶片不等，为保证测量的精度，要求每种植物采集的叶片总质量不少于300g，采集过程中考虑树冠四周及上、中、下各个部位。所采叶片样本封存于事先按树种编号的塑料袋中，样品采集和运送过程中，要求做到轻拿轻放，避免叶面上沉积的粉尘掉落。

2.2 测定方法

植物的滞尘能力采用单位面积叶面的滞尘量Q（mg/cm2）来表示，计算式如式（1）：

式中：W——样品叶片滞尘总质量，mg；A——样品叶片总表面积，cm2

测定步骤如下：

（1）用精度为0.1mg 的电子分析天平称量所采集叶片样品的初重W1（mg）。称量前要检查叶片是否潮湿，如果潮湿必须晾干后再称量，因本次采样均选择在晴天午后，所以叶片无潮湿现象。

（2）用电子分析天平称量洗净粉尘后的叶片样品的质量W2（mg）。叶片粉尘的清洗方法是：将称量过初重的叶片样品经蒸馏水浸泡2h以上，浸洗叶片上的附着物，然后用镊子将叶片小心夹出，并用蒸馏水清洗3 次。洗净粉尘后的叶片必须将叶片表面的水分晾干后才能称重。

则：样品叶片滞尘总质量W=W1-W2

（3）采用打孔质量法测定样品叶片总表面积。测定方法为：将经过第（2）步聚处理后的叶片样品随机抽出20-50 片叶片（叶片大的树种选20 片左右，叶片小的树种选50 片左右），在叶片上剪出50 个左右（每片叶剪1-2 个）的边长为1cm 或2cm 的正方形叶块，用电子分析天平称量剪下叶块的总质量，并算出叶块的总面积，则可得出单位面积叶面的质量，再根据步骤（2）中称量的样品质量W2可计算出样品叶片总表面积A（cm2）。

（4）将W、A 代入式（1），可求得样品叶片单位面积的滞尘量Q。重复以上步骤，可测得各植物种类的滞尘量。

3 结果与分析

3.1 不同种类植物滞尘能力测定结果

按照第2 节所述测定方法，分别对所选定的8 种植物在雨后第5天和第10 天采取的叶片样品进行测定，得到了不同种类植物叶片单位面积的滞尘量，所得结果如表1 所示。

表1 不同种类植物叶片单位面积的滞尘量测定结果

3.2 不同种类植物滞尘能力分析

从表1 可以看出，植物种类不同，其叶片单位面积的滞尘量差别很大。叶片单位面积滞尘量由大到小依次为：杜鹃、紫叶李、桂花树、女贞、银杏、香樟树、红花檵木、广玉兰。叶片单位面积滞尘量最大的为杜鹃，雨后10 天的滞尘量达到1.31mg/cm2，叶片单位面积滞尘量最小的为广玉兰，雨后10 天的滞尘量仅为0.26mg/cm2，其中滞尘效果比较好的植物种类有杜鹃、紫叶李、桂花树和女贞，这些树种的雨后10 天滞尘量均达到1mg/cm2以上。

从滞尘时间来看，随着时间的推移，各种植物的滞尘量均有增加，但从前5 天和后5 天的滞尘量对比可以看出，后5 天的滞尘量要比前5 天大，在10 天的总滞尘量中，前5 天的滞尘量约占35%，后5 天的滞尘量约占65%。这说明植物的滞尘能力随着时间的推移会增强，但10 天之后的变化情况如何，有待进一步研究。

引起植物滞尘能力差异的原因主要有以下几方面[3]：一是不同植物叶片表面结构的差异，叶面皱褶、叶面粗糙、叶面多绒毛等，这些特征都有利于叶面对颗粒污染物的吸滞，所以叶面皱褶、粗糙、多绒毛的植物对颗粒污染物有较强的吸附能力，而叶面光滑或无绒毛的植物对颗粒污染物的吸附能力相对较弱；二是树冠结构、叶面倾角、枝叶密度不同对植物吸附颗粒污染物的影响。

对植物滞尘能力的研究有助于更好地利用植物治理粉尘污染，改善空气状况。通过上面的分析可知，从利用植物防治大气污染方面来考虑，长沙市应优先选择杜鹃、紫叶李、桂花树、女贞等作为城市道路两侧的绿化植物。通过对绿化植物进行合理的配置和结构设计，将对减轻长沙市的粉尘污染起到重要作用。